DE1602243A1

DE1602243A1 - Ziehvorrichtung und Verfahren zum Ziehen,insbesondere zum Drahtziehen

Info

Publication number: DE1602243A1
Application number: DE19671602243
Authority: DE
Inventors: Armstrong Brian Michael; Andrew Middlemiss
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1966-09-28
Filing date: 1967-09-26
Publication date: 1970-08-06
Also published as: US3526115A

Description

Patentanwalt " Karl A. Brose

Dipung. '1602243

München-Pullach : Wiener Str. 2 - Tel. München 790570

VR/MÜ - 5295 München-Pullach, den 26. September 1967

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24', Buckingham Gate, London S.W. I₉ England

Ziehvorrichtung und Verfahren zum Ziehen, insbesondere zum

Drahtziehen

Die Erfindung betrifft eine Ziehvorrichtung und ein Verfahren zum Ziehen von Materialien durch ein Zieheisen oder einen Ziehstein, insbesondere zum Drahtziehen.

Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zum Ziehen geschaffen, bei welchem das zu ziehende Material einem Zieheisen bzw. einem Ziehstein zugeführt wird, nach dem es eine Dichtung und einen ein Schmiermittel enthaltenden Druck-behälter durchlaufen hat, wobei die Dichtung aus einem rohrförmigen Teil besteht, durch den das zu ziehende Material hindurchgeht, und bei welchem Verfahren Schmiermittel in einen Kessel zwischen der Dichtung und dem Zieheisen mindestens zu Beginn des Ziehens gepumpt wird, wobei ein Zwischenraum beim Durchlaufen des zu ziehenden Mat er iales durch das rohrförmige Teil vorgesehen ist, der klein genug ist, um eine wirksame Dichtung gegen Leckverluste des Schmiermittels aus dem Kessel zu bilden. '

Erfindungsgemäss wird eine Ziehvorrichtung geschaffen, die aus einem Zieheisen oder einem Ziehstein, einem Druckkessel und einer Dichtung besteht, wobei der Druckkessel mit einem Einlass versehen ist, durch den das Schmiermittel in den zwischen der Dichtung und dem Zieheisen vorgesehenen Kessel gepumpt werden kann und wobei die Dielifcung in Form eines rohrförmigen Teiles vorliegt, die

009832/0527 '

das zu ziehende Material im Betrieb beim Eintreten in den Kessel umgibt, um eine wirksame Dichtung gegen Schmiermittelverluste aus dem Kessel zu bilden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung an Hand eines Auführungsbeispieles veranschaulicht ist.

Es zeigt:

Pig. 1 einen Schnitt durch eine Draht ziehvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die rohrförmige Dichtung der Vorrichtung der Figur 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Draht ziehvorrichtung der Figur 1; und

Fig. 4 einen Übersichtsplan einer vollständigen Drahtziehmaschine.

Die in den Efeuren 1 und 2 dargestellte Ziehvorrichtung besteht axs einem Hochdruckkörper 1, einem mittleren Durchlass 2, einem Zieheisen 3, einer Dichtung 4, einer Kühlspirale 5 und einem Schmiermitteleinlass 6 zum Zuführen des Schmiermittels zu dem DurcHass 2, der zwischen dem Zieheisen und der Dichtung ausgebildet ist. Das Zieheisen wird durch eine Druckplatte 7 über ein Gewinde 8 gehalten, wobei das Sieheisen gegen den Körper 1 durch eine konische Fläche 9 des Zieheisens und eine Schulter 10 des Körpers 1 abgedichtet wird und zwar dadurch, dass die Fläche 9 an der Schulter 10 zur Anlage gelangt. Die Dichtung 4 ist in ähnlicher Weise befestigt und gegen das stromaufwärts gelegene Ende des Körpers 1 durch eine zweite Druckplatte 7a abgedichtet, welche wiederum durct ein Gewinde an dem Körper 1 befestigt ist. An der Druckplatte 7a ist ein Behälter 12 für ein Bad zum Vor schmier en angecänet. Bei

009 8 3 2/0527

einer abgewandelten Ausführungsform fehlt die Spirale 5. Die Dichtung ¹I ist durch ein rohrförmiges Teil gebildet, dessen in Längsrichtung verlaufender Hauptabschnitt mit einem mittleren Loch *\a. von konstantem Querschnitt versehen ist. Stromaufwärts ist das Loch ila zu einer kegeligen Düse erweitert, deren Zweck Im folgenden beschrieben wird.

Im folgenden wird ein vorteilhaftes Verfahren bei Verwendung der vorstehenden Vorrichtung beschrieben.

Vor dem Drahtziehen wird Schmiermittel mit hohem Druck in den Durchlass 2 gepumpt, wobei das rohrförmige Teil der Dichtung 4 den zu ziehenden Draht derart dicht umgibt, dass nur ein kleiner Zwischenraum vorhanden ist, der eine ausreichende Dichtung gegen Schmiermittelverluste aus dem zwischen dem Zieheisen und dem rohrförmigen Teil ausgebildeten Durchlass 2 bildet. Wird mit dem Drahtziehen begonnen, so wird Schmiermittel in das rohrförmige Teil und den Durchlass 2 gezogen und zwar aus dem Bad zur Vorschmierung bedingt durch die Bewegung des Drahtes. Die kombinierte Wirkung, die durch die Gestalt des mittleren Loches ¹Ia des rohrförmigen Teiles und durch die Bewegung des Drahtes bedingt ist, hat zur Folge, dass ein Druck entsteht, der den durch die Pumpe in dem Durchlass 2 erfolgen Druck übersteigt, so dass die Pumpe abgestellt werden kann» Dieses Verfahren kann zur Herstellung der verschiedensten Produkte und zur Verarbeitung der unterschiedlichsten Materialien verwendet werden, bei welchen es sich um Eisen-und nicht Elsendrähte und Stangen und um zusammengesetztes oder plattiertes (nicht galvanisch) Material handeln kann. Der Betriebsdruck, der in Bezug auf ein bestimmtes Material angemessen ist, kann durch Veränderung der Verfahrensparameter gesteuert werden. Einige von diesen sind in der noch folgenden Beschreibung aufgeführt. Der Druck, gegen den abgedichtet werden kann, oder der anders ausgedrückt durch das Rohr erzeugt werden kann, wird durch die Viskosität des

009832/0527

verwendeten Schmiermittels gesteuert, wobei die Abmessungen des ' Rohres in Bezug auf diejenigen des Drahtes verändert werden können. Das Schmiermittel kann eine Flüssigkeit mit ausreichend hoher Viskosität sein, deren flüssiger Zustand durch den erforderlichen Druck aufrechterhalten wird. Beispielsweise können Mineralöle verwendet werden, (in diesem Fall kann die je nach Wunsch vorgesehene Kühlspirale dazu benutzt werden, um das öl in der Vorrichtung zu kühlen, damit die bei Raumtemperatur vorhandene Viskosität für Dicht zwecke vorliegt). Es können aber auch Glyzerin (GIyzerol, Polyglykol) verwendet werden (Markenbezeichning GSC 90.000).

Die Dimensionen, durch welche das Rohr festgelegt ist, sind die Länge desselben parallel zu dem Draht und dem Rohr und der Zwischenraum zwischen dem Draht und dem Rohr. Bei Verwendung des vorstehende genannten Schmiermittels (GSC 90.000) mit einer Viskosität von 750 Stoke betrug die Länge 25 mm und der radiale Abstand lag zwischen 0/B5 und0,1 mm. Andere Abmessungen können bei Verwendung verschiedener Schmiermittel vorteilhafter sein.

Die vorliegende Druckhöhe zum Verarbeiten eines bestimmten Mater iales 1st durch die Streckgrenze desselben und durch die erwUnsche Oberflächengüte festgelegt. Für eine möglichst wirkungsvolle Schmierung sollte der Druck in Übereinstimmung mit der Streckgrenze des zu ziehenden Mat er Iales so hoch wie möglich sein. Wenn eine Oberflächengüte hoher Qualität beispielsweise eine polierte Oberfläche gewünscht wird, kann der Druck auch unter diesem Wert liegen.

In der folgenden Tabelle sind verschiedene Materialien aufgeführt, die bei den angegebenen Drücken verarbeitet wurden:

009832/05 2 7

Material	vorausgehende Be handlung ( kg/cm²)	Ziehdruck p (kg/cm )
normalisierter Flußstahl	3 150	2 800
gezogener Flußstahl	7 080	4 200
gezogener O,62C Stahl	18 110	7 000
gezogener Edelstahl		6 300
gezogenes Titan		4 900
alumisierter Stahl		3 500

In folgenden wird auf den vorher bereits gezogenen 0,6#igen Kohlenstoffstahl Bezug genommen.

Sowohl in der Pumpe als auch in dem Bad zum Vorschmieren wurde das bereits mit GSC 90*000 bezeichnete Schmiermittel verwendet. Ein 25 mm langes Rohr mit einen radialen freien Raum von 0,1mm wurde in Verbindung mit einem Zieheisen verwendet, um eine Querschnittsverminderung von 30$ durchzuführen. Der Draht ist durch bekannte Mittel angespitzt, um durch das Zieheisen zu passen* Ein nach vorne gerichteter Zug wurde auf den Draht übertragen, um eine Dichtung zwischen ihm und dem Zieheisen zu bewirken. Der Form wurde Sc tm fern it t el von der Pumpe zugeführt und zwar bis mindestens ein Druck von 3 500 kg/cm erreicht wurde. An diesem Punkt konnte das eigentliche Ziehen beginnen und während die Geschwindigkeit des Drahtes zu nanu wurde ein hydrodynamischer Druck erzeugt, der durch die Bewegung des Drahtes durch das Rohr bedingt ist, wobei der Druck in der Form bis auf 7 000 kg/cm anäieg. An diesem Punkt (ungefähr 6l m/Min.) wurde die Pumpe eigestellt. Die Ziehgeschwindigkeit kann dann so weit erhöht werden, wie es wünschenswert erscheint, ohne dass die Schmierung verschlechtert wird.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte abgewandelte Ausführüngs-

009 83 2/0527

form nach der Erfindung besteht aus einer Form mit einem Körper 21, einen mittleren Durchlass 22, einem Zieheisen 23, einer Dichtung 24, einer Kühlspirale 25 und einem Schmiermitteleinlass 26. Das Ziehelsen 23 wird durch eine Druckplatte 27 gehalten, die mittels Bolzen 28 befestigt ist, wobei die Dichtung zwischen dem Ziehelsen und dem Körper 1 durch eine Berührung zwischen einer konischen Fläche 29 und einer Schulter 30 des Körpers 1 sichergestellt ist. Die an dem stromaufwärts gelegenen Ende des Körpers mit Hilfe. einer zweiten Druckplatte 27a erstellte Dichtung ist in ähnlicher Weise befestigt und ausgebildet.

Die Kühlspirale 25 1st mit einem Einlass 31 und mit einem Auslass 32 versehen und liegt stromaufwärts von dem Schmiermitteleinlass 26 und in der Nähe der Dichtung.

Die vollständige Ziehvorrichtung weist noch einen Schmiermittelbe<hälter 3** auf, der mit einer Heizung zusammenwirkt, bei der es sich um eine Dampfheizung ahndein kann, um die Schmiermitteltemperatur anzuheben und die Viskosität des Schmiermittels zu vermindern.Eine Hochdruckpumpe 35 pumpt das Schmiermittel von dem Behälter über ein Druckmindergerät 36 und eine Druckanzeige 37 zu dem Einlass 26 des Durchlasses 22. Die Dichtung und der Körper können in Schmiermittel eingetaucht sein oder wie in Figur 3 dargestellt kann der Körper einen Behälter 38 für ein Schmiermittelbad zum Vorscbmieren aufweisen, welcher Behälter 38 stromaufwärts von der Dichtung angeordnet ist. Darüberhinaus kann ein Kühlblock 39 stromabwärts von dem Zieheisen vorgesehen sein.

Die Dichtung bildet eine Leitung, die einen geringen freien Raum um den Draht ausbildet. Hergestellt ist die Dichtung aus einem Material, welches ausserordentlich schleissfest ist und beispielsweise Wolframkabid sein kann. Im Betrieb wird der Draht nach irgend einer bekannten Methode durch die Dichtung und dann durch das

009832/0527

Zieheisen gezogen, wobei Schmiermittel, welches normalerweise zum Pumpen mit dem erforderlichen Druck zum wirksamen Schmieren des Zieheisens zu viskos 1st, in dem Behälter aufgeheizt wird, um die Viskosität derart herabzusetzen, dass ein zufriedenstellendes Pumpen möglich ist, worauf ein fortlaufendes Pumpen zu dem Durchlass 22 erfolgt, in dem das Schmiermittel den Draht umgibt und durch diesen in das Ziehelsen gezogen wird.

Das Schmiermittel steht in dem Durchlass unter hohem Druck, der beispielsweise 4 200 kg/cm erreichen kann, und Schmiermittelverlust durch die Dichtung 24 wird dadurch verhindert, dass das Schmiermittel im Bereich dieser Dichtung eine grössere Viskosität aufweist, welches durch die Kühl spirale, durch den Druckabfall an der Dichtung, durch den geringen freien Raum in der Dichtung ,durch die Länge der Dichtung und durch die Geschwindigkeit, mit der der Draht durch die Dichtung gezogen wird, bedingt ist.

Beim Ziehen von Drähten aus Flußstahl mit einem Nominaldurchmesser von 2,921mm ist der geeignete Bohrungsdurchmesser 2,9718 mm und die geeignete Bohrungslänge 25mm. Ein viskoses öl wird in dem Behälter 34 auf eine Temperatur von 75⁰C aufgeheizt und in den Druckkessel 21 mit einem Druck von 4 200 kg/cm gepumpt. In der Kühlspirale 35 wird das Öl auf Raumtemperatur gekühlt, so dass die Viskosität hoch genug 1st, um einen Leckverlust durch die Rohrdichtung 24 zu verhindern.

Durch Versuche 1st festgestellt worden, dass die Ziehkraft ungefähr 3Off geringer ist, wenn das Ziehen derart durchgeführt wird, dass das Schmiermittel mit einem Druck von 2800 kg/cm eingesp»ritzt wird, als wenn der Druck ungefähr 0 ist. Dieses veranschaulicht, dass die Schmierung durch den hohen Druck, unter dem das Schmiermittel steht, stark verbessert wurde. .

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung

dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung. 0 09832/0527

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Ziehen, Insbesondere zum Drahtziehen, dadurch gekennzeichnet, dass das zu ziehende Material über eine Dichtung (4) und einen Schniermltteldruckkessel (2) einem Zieheisen

(3) zugeführt wird, dass die Dichtung (4) in Form eines Rohres

"" hinausgebildet 1st, durch welches das zu ziehende Material /durchgeht, wobei das Schmiermittel in den Kessel (2) zwischen der Dichtung (4) und dem Zieheisen mindestens am Anfang des Ziehens gepumpt wird und dass das durch das Rohr (4) hindurchgehende Material einen Abstand in Bezug auf das Rohr (4) aufweist, der so gering 1st, dass eine wirksame Dichtung gegen Schmiermittelverlust aus dem Kessel (2) entsteht·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sc hm lern it t eidruck in dem Kessel (2). durch die zusammengesetzte Wirkung der Form oder Gestalt der Bohrung des Rohres (4) und der Bewegung des Materials durch dieses Rohr (4) durch Ziehen von Schmierungsmittel in den Kessel (2) aus einem vorgeschalteten Schmiermittelbad (12) erzeugt wird, woraufhin das Pumpen von Schmiermittel in den Kessel (2) unterbrochen wird·

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpen unterbrochen wird, wenn der erzeugte Druck den durch die Pumpe bereitgestellten Druck übersteigt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel ein Mineralöl ist und innerhalb des Kessels (2) Im Bereich des Rohres (4) gekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet ,da SS; das Sehn iermitt el eine Viskosität von annähernd GSC 9QO0O

009832/0527

aufweist, wobei das tfohrförmige Teil 25nm lang ist und der radiale Abstand zwischen dem zu ziehenden Material und der Bohrung des

ram
Rohres (4) zwischen 0,025 und 0,1/liegt.

6. Verfahren nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, dass das öl aufgeheizt wird, um das Pumpen desselben in den Kessel (2) zu erleichtern.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sc hn Herrn it t el in den Kessel (2) während des Draht Ziehens gepumpt, wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn-

2 zeichnet, dass der Pumpendruck mindestens 2 800 Kg/cm beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dasai .ziehende Material Eisen- und nicht Eisendraht, Eisen- und N±hteisenstangenmaterial und plattiertes Material ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Zieheisen (3), einen Druckkessel (2) und eine Dichtung (4), wobei der Druckkessel (2) einen Einlass (6) aufweist, der der Zuführung von Schmiermittel in den Druckkessel (2) zwischen der Dichtung (¹I) und dem Zieheisen (3) dient, und wobei die Dichtung (¹O in Form eines Rohres vorliegt, welches das zu ziehende Material während seines Eintritts in den Kessel (2) im Betrieb der Vorrichtung umgibt, um eine wirksame Dichtung gegen Scbmiermitt elver lust e aus dem Kessel (2) zu bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Scbmiermittelbad (12) vorgeschaltet ist und dass die Bohrung des Rohres (2), durch die das Material während des Betriebes der

009832/0527

Vorrichtung hindurchgeht, derart ausgebildet ist, dass durch die zusammengesetzte Wirkung der Gestalt und Form der Bohrung und der Bewegung des Materiales durch dieses Schmiermittel in dem Kessel (2) aus dem Bad (12) gezogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptabschnitt der Bohrung des Rohres (4) in Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweist und dass der stromaufwärts gelegene Abschnitt (4a) der Bohrung in diese Richtung (stromaufwärts) einen grosser werdenden Querschnitt aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlspirale (5,25) angrenzend an die Dichtung (4) in dem Druckkessel (2,22) eingebaut ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zum Heizendes Schmiermittels vor dem Pumpen vorgesehen ist.

0 0 9 8 3 2/0527